Robotika
Inženjeri rade na dvonožnom, humanoidnom robotu
Inženjeri trenutno rade na razvoju dvonožnog, humanoidnog robota koji je sposoban primijeniti silu i gurnuti se protiv nečega dok održava ravnotežu. Tim s MIT-a i Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu uspješno je pronašao način za kontrolu ravnoteže u robotu na daljinsko upravljanje. To će igrati ključnu ulogu u natjeravanju humanoida da izvrše zahtjevne zadatke u teškim okruženjima.
Robot kojeg je izradio tim ima "obrađen torzo i dvije noge". Oni mogu upravljati robotom na daljinu preko čovjeka koji nosi prsluk koji prenosi informacije o ljudskom kretanju i silama reakcije tla.
Ljudski operater može kontrolirati kretanje robota, a prsluk također omogućuje čovjeku da osjeti pokrete robota. Na primjer, čovjek će osjetiti povlačenje prsluka ako robot počne padati ili izgubiti ravnotežu. To omogućuje čovjeku da ponovno prilagodi i umiri robota.
U eksperimentima i testovima koji su provedeni, ljudi su uspjeli uspješno održati ravnotežu robota, čak i dok je skakao i hodao u mjestu s čovjekom.
Joao Ramos, postdoktorat s MIT-a, razvio je novi pristup.
"To je kao da trčite s teškim ruksakom - možete osjetiti kako se dinamika ruksaka kreće oko vas i možete to pravilno kompenzirati", kaže. "Sada, ako želite otvoriti teška vrata, čovjek može narediti robotu da baci svoje tijelo na vrata i gurne ih da se otvore, bez gubitka ravnoteže."
Ramos je trenutačno docent na Sveučilištu Illinois u Urbana-Champaignu, a studiju je objavio u Znanstvena robotika. Sangbae Kim, izvanredni profesor strojarstva na MIT-u, koautor je studije.
Istraživanje su također djelomično podržali Hon Hai Precision Industry Co, Ltd. i Naver Labs Corporation.
Prethodni rad
Kim i Ramos prethodno su razvili dvonožnog robota HERMES (za visoko učinkovite robotske mehanizme i elektromehanički sustav), a također su radili na metodama koje su ga učinile sposobnim oponašati operatera putem teleoperacije. Prema istraživačima, ovakav način rada ima humanističke prednosti.
"Budući da imate osobu koja može učiti i prilagođavati se u hodu, robot može izvoditi pokrete koje nikad prije nije prakticirao [putem teleoperacije]", kaže Ramos.
HERMES je mogao izvesti određene radnje kao što je točenje kave u šalicu, cijepanje drva sjekirom i korištenje aparata za gašenje požara. Ove radnje zahtijevaju upotrebu gornjeg dijela tijela robota, a algoritmi usklađuju položaj ekstremiteta robota s položajem ekstremiteta operatera. Jedini razlog zašto je HERMES mogao izvoditi akcije velikog udara je taj što je bio postavljen na mjesto, što olakšava održavanje ravnoteže. Poduzimanje bilo kakvih koraka vjerojatno bi rezultiralo padom robota.
"Shvatili smo da za stvaranje velikih sila ili pomicanje teških predmeta samo kopiranje pokreta ne bi bilo dovoljno jer bi robot lako pao", kaže Kim. "Morali smo kopirati dinamičku ravnotežu operatera."
Mali Hermes
Tim je razvio Little HERMES, koji je minijaturna verzija originala. Robot je otprilike trećina veličine prosječne odrasle osobe. Napravljen je s trupom i dvije noge, a posebno je razvijen za testiranje radnji koje se oslanjaju na donji dio tijela, uključujući kretanje i ravnotežu.
Mali HERMES koristi teleoperaciju, a operater nosi prsluk koji služi za upravljanje robotom.
Oponašanje ljudskih pokreta bilo je jedno, ali oponašanje ravnoteže je teže. Tim je identificirao ravnotežu koja sadrži dva glavna aspekta, centar mase osobe i centar pritiska.
Ramos je otkrio da je ravnoteža osobe određena centrom mase u odnosu na centar pritiska.
Nakon kondenzacije podataka i razvoja nekoliko modela, počeli su provoditi testove. Na kraju su pronašli model koji će koristiti na Little HERMES-u.
Mali HERMES se mogao kontrolirati kroz prsluk, a Ramos je mogao osjetiti pokrete robota. Jedan od testova uključivao je udaranje malog HERMESA čekićem, a Ramos je osjetio kako se prsluk trzao u smjeru u kojem se robot pomaknuo. Dok se Ramos opirao pokretu, robot ga je slijedio, dopuštajući mu da održi ravnotežu i izbjegne pad.
Kim i Ramos planiraju nastaviti raditi na razvoju humanoida cijelog tijela. Nadaju se da će jednog dana moći djelovati u zoni katastrofe, pomažući u spasilačkim misijama.
"Sada možemo teško otvarati vrata ili dizati ili bacati teške predmete, uz pravilnu komunikaciju ravnoteže", kaže Kim.
